Question

（8分）如图a为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空。

（1）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节至水平。

（2）用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s，用游标卡尺测出挡光条的宽度l，见图b，l的读数为_____cm。

（3）将滑块移至光电门1左侧某处，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt₁和Δt₂。

（4）滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=        和E_k2=        。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE_p=        。（已知重力加速度为g）比较              和              ,若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。

Answer

（2）1.56 0cm（2分）

（4）(M+m)()2    (M+m)()2        mgs（每空1分）

 ΔEp， Ek2-Ek1或者mgs ，  (M+m)()2 -(M+m)()2    （3分）

【解析】由游标卡尺读数规则可得挡光条的宽度l=1.5cm+12×0.05mm=1.560cm。滑块通过光电门1时速度为，系统动能为(M+m)()2，通过光电门2时速度为，系统动能为(M+m)()2。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp= mgs。